Квантовата механика е може би най-успешният и в същото време

Квантовата механика е може би най-успешният и в това време най-неразбраният инструмент в арсенала на актуалната просвета. От инженерна позиция тя е безупречна: с помощта на нея работят нашите компютри, лазери и скенери за ядрено-магнитен резонанс. Но от философска позиция теорията остава цялостна с логичен дупки. Основният проблем, който занимава физиците към този момент съвсем век, е ролята на наблюдаващия.

Защо микрокосмосът съществува като облак от вероятности, до момента в който макрокосмосът, който виждаме, е съответен и категоричен? Наистина ли човешкият взор (или измервателното устройство) основава действителността? Ново проучване, оповестено през 2024 година от физиците Ник Ормерод и Джонатан Барет, предлага излаз от обстановката.

Жаба гледа към луната, илюстрация

Кризата на интерпретацията: кой гледа Луната?

В класическата физика всичко е просто: топката лети, тъй като е ударена. Причината предхожда следствието и това предписание работи без значение от това дали някой гледа топката. В квантовия свят тази логичност се разпада. До момента на измерването електронът няма ясна координата – той е размазан в пространството, разказан от вълнова функционалност.

Проблемът поражда, когато се опитаме да разберем по какъв начин става преходът от възможност към събитие. Стандартната (копенхагенска) интерпретация споделя, че „ измерването води до колапс на вълновата функционалност “. Но какво е измерването? Къде е границата сред наблюдаващия и следеното? Айнщайн, критикувайки този метод, язвително пита: „ Съществува ли луната единствено тъй като една мишка я гледа? “

Много модерни теории се пробват да заобиколят този въпрос. Някои от тях измислят безкрайни паралелни вселени (интерпретацията на многото светове), други свеждат физиката до субективно познание (квантовото байесианство). Но Ормрод и Барет вземат решение да отстранен изцяло наблюдаващия от уравнението, като го заменят с математическа конструкция на причинно-следствените връзки.

Причинните мехури

Същността на новата догадка се състои в преосмисляне на това, което считаме за градивни детайли на Вселената. Обикновено мислим за Вселената като за цялост от обекти (частици), които взаимодействат между тях.

В новата идея действителността не чака да бъде прегледана. Тя се основава сама посредством мрежа от взаимоотношения. Авторите комбинират две съществуващи, само че непълни теории:

Консистентни истории: концепцията, че една система може да се развива по разнообразни траектории, само че в действителността се осъществят единствено логичен поредни сюжети. Релационна квантова механика: концепцията, че свойствата на даден обект съществуват единствено във връзка с различен обект, с който той взаимодейства.

Чрез комбинирането на двете и прибавянето на математическия уред на „ причинните мехури “ физиците са получили модел, при който сигурността на света произтича от самата конструкция на неговите връзки, а не от магическия акт на наблюдението.

Парадоксът на приятеля на Вигнер: действителност в мехури

Новата доктрина е подложена на инспекция с известния умствен опит „ Приятелят на Вигнер “. И по този начин, приятелят е в лаборатория и мери някаквае парченце. За него резултатът се е определил – той вижда, да речем, „ завъртане нагоре “. Извън лабораторията стои самият Вигнер. За него, както приятелят, по този начин и частицата са към момента в несигурно квантово положение (суперпозиция).

Кое от тях е по-реално? Стандартната квантова механика стига в този случай до задънена улица, като приема съществуването на две спорни действителности.

Моделът на Ормрод-Барет, с цел да позволи несъгласието, вкарва понятието причинни мехури.

В рамките на лабораторния мехур (балон) причинно-следствената верига е затворена и резултатът е станал факт. За Уигнър, който се намира в различен породен балон, събитията в лабораторията към момента не са станали част от неговата причинна история.

И двамата наблюдаващи са действителни, само че тяхната действителност е относителна. Сигурността престава да бъде безусловно свойство на вселената, трансформирайки се в свойство на съответна причинно-следствена мрежа. Не съществува спор, тъй като няма единна, световна позиция, а единствено поредност от взаимоотношения.

Преплитащи се причинно-следствени балони, художествена интерпретация

Светият Граал на физиката: мостът към гравитацията

Мечтата на актуалната просвета е теорията на квантовата гравитация, която сплотява квантовата механика с Общата доктрина на относителността на Айнщайн.

В Общата доктрина на относителността гравитацията е геометрията на пространство-времето. Но още през 70-те години на предишния век беше потвърдено, че самата конструкция на пространство-времето може да бъде изведена от причинно-следствените връзки (светлинните конуси).

Нова наузчна работа демонстрира, че квантовата действителност също може да произлиза от причинно-следствени структури.

Ако както структурата на пространството (гравитацията), по този начин и държанието на материята (квантите) порастват от еднакъв корен – причинността, то най-сетне имаме действителен късмет да ги обединим. Вместо да измислят 11 измерения, както е в теорията на струните, физиците може да открият, че ключът към „ Теорията на всичко “ се крие на повърхността. Това е просто законът за повода и следствието, повдигнат в абсолют.

Заключение

Въпреки това към тази красива догадка би трябвало да се подхожда с прочут песимизъм. На този стадий работата на Ормерод и Барет е по-скоро комплицирано математическо равновесие, в сравнение с пълноценна физична доктрина. Изводът е, че замяната на неразбираемия термин „ наблюдаване “ със също толкоз нереалния „ причинно-следствени мехури “ може да се окаже единствено семантичен трик, прехвърлящ пъзела от един джоб в различен. Засега моделът единствено ретроспективно изяснява известните обстоятелства, само че не прави нови прогнози, които могат да бъдат тествани в лабораторни условия и които биха го отличили от общоприетата квантова механика.

Без пробна инспекция причинно-следственият метод рискува да повтори ориста на теорията на струните – да се трансформира в безупречно логически „ палат върху пясък “, който от десетилетия съществува единствено в главите на теоретиците, без да има никаква връзка с действителния свят.

(function() { const banners = [ // --- БАНЕР 1 (Facebook Messenger) --- `